新型功能材料导电聚合物的应用与开发

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1、万方数据第4l卷第4期2013年2月广州化工GuangzhouChemicalIndustryV01．41No．4February．2013新型功能材料导电聚合物的应用与开发梁敏(齐齐哈尔大学化学与化工学院，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要：导电聚合物是20世纪70年代末发展起来的一个崭新的研究领域，导电聚合物的特殊性质及种种优点越来越广泛地应用于各领域，其诱人的应用前景受到广泛重视。本文阐述了导电聚合物结构、功能特性及其在电子工业、生物工业等领域中的应用，并对其发展前景进行展望。关键词：导电聚合物；功能材料；特性；工业开发中图分类

2、号：0631文献标识码：A文章编号：1001—9677(2013)04一0046—03ApplicationandDevelopmentofNewFunctionalMaterialConductingPolymersHANGMin(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，QiqiharUniversity，HeilongjiangQiqihar161006，China)Abstract：Theresearchfieldofconductingpolymerswasdevelopedsinc

3、e1970s，andconductingpolymerswerepaidmuchattentionbyresearchersduetothespecialandexcellentpropertiesandtheirpromisingapplications．Conductivepoly—mersstructures，functionalproperties，preparationmethodsanditsapplicationsonelectronicsindustry，bio—industry，etcwerediscussed，a

4、nditsprospectinthefuturewaspresented．Keywords：conductivepolymers；functionalmaterial；properties；industrydevelopment传统的有机聚合物都是绝缘体，但自日本Shirakawa教授、美国MacDiarmid教授等¨。23发现聚乙炔具有高电导率以来，导电聚合物就引起了科学家的广泛兴趣，近年来，导电聚合物无论在分子设计、材料合成、掺杂方法、掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁等物理性能和相关机理以及技术上的应用探索都已取得

5、重要的突破。常见的导电聚合物有聚乙炔(PA)、聚噻吩(阳)、聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPY)及聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)等Ho，导电聚合物高分子特殊的结构和优异的物理化学性能使它在电解电容、生物医药、聚合物电池、高灵敏度化学传感器、隐身技术等领域具有广泛的应用前景。1导电聚合物的结构及特性导电聚合物是具有聚合物特征和导电性质的物质，根据材料的组成可以分成复合型导电聚合物材料和本征型导电聚合物材料两大类，共扼聚合物链结构和共扼链的P型(空穴)掺杂和n型(电子)掺杂特性是导电聚合物结构的突出特点，共扼聚合物的本征态处于半导态或绝缘

6、态，P型或n型掺杂后转变为导电态，n型掺杂是主链得到电子同时伴随对阳离子的嵌人，P型掺杂是主链失去电子同时伴随对阴离子的嵌入，对离子的嵌入使导电聚合物整体上呈现电中性。导电聚合物不仅保留了高聚物结构的多样化、可加工性和柔韧的机械性能等特点，同时还兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性，导电聚合物的最重要性质是它的导电性，它的导电率可在lO一～105S／cm，是能够完成形态变化跨度最大的物质，可以实现从绝缘体到半导体、再到导体的变化，此外，导电聚合物还具有光导电性质、掺杂一反掺杂性能、磁性能、非线性光学性质、发光和氧化还原性能等¨“。

7、2导电聚合物的应用与开发2．1导电聚合物在电子工业中的应用作为超级电容器电极材料，导电聚合物具有成本低、充放电时间短、容量高、安全性高和环境温和等优点¨“J，Fang等【91通过脉冲电化学方法在多壁碳纳米管上沉积聚吡咯得到聚吡咯一多壁碳纳米管复合电极材料，探讨了不同脉冲时间下复合电极比容量的变化，当脉冲持续5S、间隔600S时吡咯能与多壁碳纳米管适量掺杂、且复合电极比容量最高，在1mol／LNa2S04溶液中测试能达到427F／g，该方法制备的电极能更直接地用于实际电容器器件中；Mallouki等¨引通过化学聚合制备了聚吡咯一Fe2

8、0，纳米复合电极，其颗粒大小在400一500nm，且Fe：O，纳米颗粒附着在聚吡咯主链上充当支撑聚合物生长的支持物，发现当聚吡咯含量在70％一82％时复合材料的电导率最好且阻抗最低，经过1000次充放电后比容量衰减仅有3％。导电聚合物